Single Intraperitoneal Injection of Dexamethasone Alters Stress- Related Behavior and Endogenous Glucocorticoid Signaling in Rats
चूहों में डेक्सामेथासोन का एक एकल इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन स्थानिक शिक्षण या लोकोमोटर गतिविधि को बाधित किए बिना, तनाव-संबंधी व्यवहारों को चुनिंदा रूप से बदल देता है और एंडोजेनस कॉर्टिकोस्टेरोन तथा एक्टिवेटर प्रोटीन 1 घटकों में क्षेत्र-विशिष्ट परिवर्तन प्रेरित करता है, जो मस्तिष्क के क्षेत्रों में संदर्भ-निर्भर ग्लुकोकॉर्टिकॉइड ट्रांसक्रिप्शनल विनियमन का सुझाव देता है।
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मस्तिष्क लगातार शरीर की तनाव प्रतिक्रिया के साथ समझौता करता रहता है, जो एक ऐसी प्रणाली है जो खतरे से बचने में मदद करने के लिए शक्तिशाली रासायनिक संदेशवाहक जारी करती है। ये संदेशवाहक, जिन्हें ग्लुकोकॉर्टिकॉइड्स कहा जाता है, एक मास्टर स्विच की तरह कार्य करते हैं, जो शरीर को कार्रवाई के लिए तैयार करने हेतु जीन को चालू या बंद कर देते हैं। हालांकि यह प्रणाली अस्तित्व के लिए महत्वपूर्ण है, लेकिन बहुत अधिक मात्रा में, या गलत प्रकार का संपर्क, मस्तिष्क के काम करने के तरीके को बाधित कर सकता है। वैज्ञानिक लंबे समय से जानते हैं कि ये रसायन मनोदशा, सीखने और किसी जानवर के डर के प्रति प्रतिक्रिया करने के तरीके को प्रभावित करते हैं, लेकिन इन हार्मोन के एक कृत्रिम संस्करण की एक एकल, तीव्र खुराक मस्तिष्क को कैसे बदल देती है, इसका विवरण स्पष्ट नहीं है। क्या एक मजबूत खुराक स्मृति को अस्त-व्यस्त कर देती है, या यह केवल इस बात को बदल देती है कि एक जानवर तनाव से कैसे निपटता है? इस अंतर को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह समझाने में मदद करता है कि तनाव लोगों को अलग-अलग तरह से क्यों प्रभावित करता है और मस्तिष्क का रसायन विज्ञान अचानक परिवर्तनों के प्रति कैसे अनुकूलित होता है।
हाल ही में, सेंट पीटर्सबर्ग के इंस्टीट्यूट ऑफ एक्सपेरिमेंटल मेडिसिन के शोधकर्ताओं ने जांच की कि वास्तव में क्या होता है जब एक चूहे को डेक्सामेथासोन (dexamethasone) की एक उच्च खुराक दी जाती है, जो सूजन को कम करने के लिए चिकित्सा में अक्सर उपयोग किया जाने वाला एक सिंथेटिक ग्लुकोकॉर्टिकॉइड है। वे यह देखना चाहते थे कि क्या इस एक इंजेक्शन से जानवर की सीखने और याद रखने की क्षमता बदल जाएगी, या इससे चूहे के तनावपूर्ण स्थिति का सामना करने के व्यवहार में बदलाव आएगा। यह पता लगाने के लिए, उन्होंने वयस्क नर चूहों को उनके शरीर के वजन के प्रति किलोग्राम पर 8 मिलीग्राम की दर से दवा का एक एकल इंजेक्शन दिया। अठारह घंटे बाद, उन्होंने चूहों को उनकी स्मृति, उनकी गति करने की इच्छा और तनाव के प्रति उनकी प्रतिक्रिया को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुज़ारा।
परिणामों ने इस बात का स्पष्ट विभाजन दिखाया कि मस्तिष्क ने कैसे प्रतिक्रिया दी। दवा प्राप्त करने वाले चूहे उपचार न किए गए चूहों की तरह ही सीखने में कुशल थे। पानी के एक बड़े पूल में छिपे हुए प्लेटफॉर्म पर चढ़ने के लिए रखे जाने पर, उपचारित चूहों ने दूसरों की तरह ही जल्दी रास्ता खोज लिया। वे खो नहीं गए, और उन्होंने नियंत्रण समूह (control group) की तुलना में कम दूरी भी तय नहीं की। इसका अर्थ है कि दवा की एक उच्च खुराक ने उनकी स्थानिक स्मृति (spatial memory) या घूमने की सामान्य क्षमता को नुकसान नहीं पहुँचाया। हालांकि, दवा ने तनावपूर्ण स्थिति का सामना करने पर चूहों के व्यवहार को बदल दिया। एक परीक्षण में, जहाँ चूहों को बिना किसी बाहर निकलने के रास्ते वाले पानी के कंटेनर में रखा गया था, उपचारित चूहे अन्य चूहों की तुलना में बहुत पहले ही सक्रिय रूप से तैरना बंद कर दिए। पागलों की तरह हाथ-पैर चलाने के बजाय, वे निष्क्रिय रूप से तैरते रहे, जिसे वैज्ञानिक अवसाद के संकेत के बजाय मुकाबला करने की रणनीति (coping strategy) में बदलाव के रूप में देखते हैं। इसी तरह, एक बड़े, खुले अरीना में रखे जाने पर, उपचारित चूहे अधिक बार स्थिर (freeze) हो गए और खुद को कम साफ (groom) करने लगे, जिससे पता चलता कि वे उपचार न किए गए जानवरों की तुलना में अधिक सतर्क और कम सहज थे।
यह समझने के लिए कि व्यवहार क्यों बदला जबकि स्मृति वैसी ही रही, शोधकर्ताओं ने चूहों के मस्तिष्क के भीतर, विशेष रूप से तीन प्रमुख क्षेत्रों में देखा: हिप्पोकैम्पस (hippocampus), जो स्मृति को संभालता है; स्ट्रिएटम (striatum), जो गति और आदत से संबंधित है; और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स (prefrontal cortex), जो जटिल विचारों और भावनाओं को प्रबंधित करने में मदद करता है। उन्होंने प्राकृतिक तनाव हार्मोन के स्तर और उन जीनों की गतिविधि को मापा जो कोशिकाओं के तनाव के प्रति प्रतिक्रिया को नियंत्रित करते हैं। उन्होंने पाया कि दवा ने इन तीनों मस्तिष्क क्षेत्रों में तनाव हार्मोन रिसेप्टर्स की संख्या में कोई बदलाव नहीं किया। हालांकि, इसने स्थानीय स्तर पर प्राकृतिक तनाव हार्मोन के स्तर में महत्वपूर्ण बदलाव किया। स्ट्रिएटम और प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में प्राकृतिक तनाव हार्मोन का स्तर गिर गया, लेकिन हिप्पोकैम्पस में यह बिल्कुल वैसा ही रहा।
हार्मोन के स्तर में यह अंतर चूहों के जीन गतिविधि के एक जटिल पैटर्न से मेल खाता था। शोधकर्ताओं ने दो विशिष्ट जीनों, c-JUN और c-FOS को देखा, जो एक टीम के हिस्से के रूप में कार्य करते हैं जो तनाव के जवाब में अन्य जीनों को चालू या बंद करने में मदद करते हैं। हिप्पोकैम्पस में, जहाँ प्राकृतिक हार्मोन का स्तर नहीं बदला था, इन दोनों जीनों की गतिविधि काफी बढ़ गई। स्ट्रिएटम में, जहाँ प्राकृतिक हार्मोन का स्तर गिर गया था, इन समान जीनों की गतिविधि घट गई। प्रीफ्रंटल कॉर्टेक्स में, जहाँ हार्मोन का स्तर भी गिर गया था, जीन में कोई बदलाव नहीं हुआ। यह दर्शाता है कि मस्तिष्क एक तनाव संकेत के प्रति एक समान रूप से प्रतिक्रिया नहीं देता है; इसके बजाय, विभिन्न क्षेत्र एक ही रासायनिक संकेत को अलग-अलग तरह से समझते हैं, जिससे जीन गतिविधि में विशिष्ट परिवर्तन होते हैं।
शोधकर्ताओं ने कंप्यूटर मॉडल का भी उपयोग किया ताकि उन विशिष्ट डीएनए अनुक्रमों की खोज की जा सके जहाँ तनाव हार्मोन रिसेप्टर जुड़कर इन जीनों को चालू या बंद कर सकता है। उन्होंने पाया कि इस अध्ययन में शामिल जीन में वे मानक, सटीक बाइंडिंग साइट्स (binding sites) नहीं थे जिनकी इस प्रकार के नियमन के लिए आमतौर पर अपेक्षा की जाती है। इसके बजाय, उन्हें आंशिक मिलान और ऐसे स्थल मिले जो जीन के मुख्य शुरुआती बिंदु से दूर स्थित थे। यह सुझाव देता है कि दवा संभवतः अधिक जटिल, अप्रत्यक्ष मार्गों के माध्यम से कार्य कर रही है, शायद अन्य प्रोटीनों के साथ बातचीत करके जो जीन गतिविधि को नियंत्रित करने में मदद करते हैं, न कि केवल एक एकल स्विच पर लॉक होकर।
अंततः, यह अध्ययन दिखाता है कि तनाव हार्मोन की एक एकल उच्च खुराक यह पुनर्गठित कर सकती है कि एक चूहा तनाव को कैसे संभालता है, बिना उसकी सीखने या चलने की क्षमता को खराब किए। स्मृति के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क क्षेत्र स्थिर रहे, जबकि भावनात्मक प्रतिक्रियाओं और मुकाबला करने की रणनीतियों को नियंत्रित करने वाले क्षेत्रों ने अपनी रासायनिक और आनुवंशिक गतिविधि को बदल दिया। यह एक परिष्कृत प्रणाली की ओर इशारा करता जहाँ मस्तिष्क एक अचानक बढ़े हुए तनाव हार्मोन के प्रति अपनी संज्ञानात्मक क्षमताओं को बरकरार रखते हुए, अपनी व्यवहार रणनीति को बदलकर अनुकूलित हो सकता है। निष्कर्ष बताते हैं कि तनाव के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया एक साधारण ऑन-ऑफ स्विच नहीं है, बल्कि एक अत्यधिक स्थानीयकृत और सूक्ष्म प्रक्रिया है, जहाँ मस्तिष्क के विभिन्न भाग एक ही रासायनिक संकेत पर अपने अनूठे तरीके से प्रतिक्रिया करते हैं।
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